前段時(shí)間給大家介紹了電容式觸摸感應(yīng)技術(shù)，今天給大家介紹另一種在穿戴類設(shè)備中很常見(jiàn)的交互技術(shù)方案--壓力感應(yīng)。

相較于電容觸摸方案而言，壓力感應(yīng)最大的優(yōu)勢(shì)就是防誤觸，尤其是在濕手檢測(cè)的抗干擾上。

目前壓感技術(shù)在游戲手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)和XR眼鏡等產(chǎn)品中被廣泛使用。

01 原理

壓感技術(shù)主要基于壓阻材料的微應(yīng)力原理。壓感模組粘貼在目標(biāo)面板上，當(dāng)對(duì)面板施加一個(gè)力時(shí)，面板發(fā)生彎曲變形，并帶著模組一起發(fā)生形變。由于發(fā)生形變，模組上的電橋阻值產(chǎn)生變化，對(duì)應(yīng)著電壓信號(hào)發(fā)生變化，最終經(jīng)過(guò)公式算法，換算出按壓位置和壓力值大小。

02 設(shè)計(jì)注意點(diǎn)

由于壓感模組是一個(gè)力敏感器件，所以一個(gè)良好的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是壓感成功的關(guān)鍵。

1）面板材質(zhì)及厚度

壓感模組是粘貼在目標(biāo)面板上，借助于面板的變形而檢測(cè)壓力的變化。不同的面板材質(zhì)和厚度都會(huì)影響壓感模組的信號(hào)。對(duì)于手機(jī)而言，目前壓感只能適用于OLED屏，LCD不適用。對(duì)于AR設(shè)備而言，目前常見(jiàn)的材料有TR90，一般推薦的目標(biāo)壓力感應(yīng)區(qū)域厚度不超過(guò)0.8mm，以保證足夠的靈敏度。

當(dāng)目標(biāo)感應(yīng)區(qū)域的材料、厚度、壓力值確定后，可以讓廠商進(jìn)行仿真，通常會(huì)輸出如下范圍和壓力值的仿真圖?；诖?，做進(jìn)一步確認(rèn)優(yōu)化即可。

2）Z軸方向空間

按壓的過(guò)程中，面板會(huì)向內(nèi)凹陷變形。Z軸方向需要保證一定的安全間隙，才能滿足特定壓力范圍的正常檢測(cè)。比如對(duì)于0.8mm壁厚的TR90材料而言，在150g力的 按壓條件下，通常需要預(yù)留0.3mm的間隙。對(duì)于更薄的壁厚、更大的力的話，預(yù)留間隙可能還要更大。該參數(shù)也可以求助廠商給出。

3）FPC冗余設(shè)計(jì)

對(duì)于FPC面貼裝的壓感模組而言，F(xiàn)PC的冗余和預(yù)粘膠面的設(shè)計(jì)尤為重要?？梢员苊庠诮M裝過(guò)程中，人為拉扯導(dǎo)致的殘存應(yīng)力問(wèn)題，甚至模組脫膠。

4）PCB布局走線

壓感模組前端信號(hào)是一個(gè)是有uV級(jí)別的模擬小信號(hào)，因此極容易受到干擾。在走線的時(shí)候，其電源和差分信號(hào)必須要立體包地，遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源（如buck、SPK等開關(guān)信號(hào)）。

03 組裝和測(cè)試流程

1）保壓

以FPC面貼裝方案舉例，在壓感組裝完之后，要對(duì)于模組進(jìn)行保壓設(shè)計(jì)。不同壓敏膠參數(shù)略有不同，一般激活壓強(qiáng)為0.5~1.5MPa，激活時(shí)間為5~10s。可以根據(jù)公式P=F/S（P是壓強(qiáng)，F(xiàn)是保壓夾具的力，S是粘膠面積）計(jì)算出壓力值。

為了保證貼合完好且長(zhǎng)期穩(wěn)定，可以使用透明殼來(lái)確認(rèn)保壓是否到位，或者通過(guò)拉拔力測(cè)試看粘膠是否牢固。

2）校準(zhǔn)

一般情況下，因?yàn)槟＝M單體差異、模組貼合位置、殼體結(jié)構(gòu)差異等因素的影響，在組裝好的整機(jī)中，即使以相同的力去按壓，整機(jī)壓感的信號(hào)量也會(huì)存在一致性差異，不便于算法處理、影響用戶體驗(yàn)。

因此需要對(duì)每一臺(tái)機(jī)器做校準(zhǔn)處理，直接上圖，一目了然。

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